侧向约束下含拱玄武岩试样单轴压缩破坏行为研究

玄武岩作为岩浆岩的一种,广泛存在于人类活动的工程地质环境中。为研究含拱玄武岩的力学特征,本次试验运用水刀切割技术制作具有不同高跨比的含拱玄武岩试样,随后在刚性伺服机上对其进行侧限条件下的单轴压缩试验。分析了不同高跨比试样的峰值强度、破坏形态、裂隙类型和局部应变变化情况,以及拱的高跨比对含拱玄武岩试样裂纹扩展的影响。试验结果表明:随着拱高跨比的增加,试样峰值强度整体呈下降趋势,由于侧向约束的存在,试样峰值强度整体下降幅度较小,当拱的高度超过试样高度的1/2时,峰值强度降幅最大;拱的高跨比影响着裂纹的扩展方向,随着拱高跨比的增加,拱两侧破坏裂隙逐渐向中部靠拢,形成类倒漏斗形状,且试样中部的变形以微拉变形为主转变为以微压变形为主;试样的破坏过程总是由两侧的拱脚开始,逐渐出现岩屑剥落和裂纹起裂现象,随着加载的继续,拱脚处微裂纹逐渐向顶部扩展并贯通,导致试样最终完全破坏。

线-面结合的结构面粗糙系数经验计算方法

岩体结构面的剪切力学特性主要取决于其表面粗糙特征,结构面粗糙系数是表征该粗糙特征的主要方法。目前对结构面粗糙系数的研究局限于单一维度,多角度且定量化计算结构面粗糙系数能避免单一维度分析导致计算精度不准的局限性。采用立方体花岗岩,通过巴西劈裂的方式制备含结构面的试样;利用高精度三维扫描仪对试样结构面进行扫描,得到结构面的点云数据,同时借助逆向软件对点云数据进行三维重构。研究了点云数据Z方向上的分布频率,剖面线剖面比与节理粗糙系数(JRC)值的关系,结构面面积比与JRC均值的关系。研究表明:点云数据Z方向上的分布频率可以作为初步评估结构面粗糙度的手段;剖面线剖面比与JRC数值、结构面面积比与JRC均值有二次函数的关系。通过数值分析建立了结构面JRC均值与剖面比、面积比的二元函数关系,并得到结构面JRC均值的经验计算公式。本次研究为结构面粗糙度提供了一种“点-线-面”逐渐深入的多角度评估思路,得到的经验公式为计算结构面JRC均值提供了一种新的计算方法。

不同退火温度下输电导线疲劳性能的实验分析

输电线路是输电网络的重要组成部分。然而,电网输电线路山火频发,严重威胁输电线路的安全运行,因此研究输电导线在山火过后的力学性能特别是疲劳寿命尤为重要。考虑到导线在微风振动中的疲劳破坏主要由其拉伸力的变化引起,为确定山火过后输电导线的力学性能特别是疲劳性能的变化情况,利用恒温管式电阻炉模拟不同的架空输电导线(钢芯铝绞线)受到不同温度的山火烧烤,然后对冷却后的单丝导线进行疲劳拉伸试验,得到疲劳拉伸破坏次数随退火温度变化的规律,并与新导线和真实山火后的导线进行对比。试验结果表明:导线的疲劳极限随着退火温度的增加而减小;退火温度大于 250 ℃时,导线的拉伸循环次数急剧下降;退火温度大于 350 ℃时,拉伸循环次数趋于稳定。研究结果可为输电线路发生山火情况下的安全运行提供参考。

吸引青年工人从事现场施工的分析与思考

建筑行业的准入门槛低,适合低学历和缺乏技术经验的年轻人。目前,建筑工程工地管理相对松散,劳动较自在,工资实行日薪制,请假方便,与流水线、高度机械化的众多制造业企业相比具有更高的灵活度。然而,如今从事建筑工程的青年工人越来越少,如何吸引青年人从事现场施工成了很多建筑企业面临的难题,并且如何保证一线工人的作业素质跟上自动化的生产水平也是一个重要问题。

基于JRC的结构面双面剪切强度经验公式

为揭示岩体结构面单、双面剪切强度差异,更好评估层状岩体的稳定性,选择4条Barton标准剖面线建立结构面模型,制作含单、双结构面的类岩试样进行剪切试验。基于试验结果,分析3种法向应力(σ_(n))下单、双结构面的峰值剪切强度(τ_(p))的差异及其原因。基于颗粒流模拟结果,推导出同JRC双结构面的峰值剪切强度经验公式,引入组合节理粗糙系数(JRC_(c))表征异JRC双结构面的粗糙度,构造JRC_(c)与低、高粗糙度系数(JRC_(xx),JRC_(yy))的相关关系,建立了综合考虑JRC_(xx),JRC_(yy)对异JRC双结构面峰值剪切强度影响的经验公式,然后分析同JRC双结构面与异JRC双结构面的τ_(p)随混合节理粗糙系数变化的规律,最终建立了估算任意JRC组合双结构面峰值剪切强度的经验公式。研究表明:在τ_(p)-JRC曲线的增长趋势随σ_(n)增大而增大的阶段,σ_(n)一定时,双结构面的τ_(p)随上、下结构面的JRC之和增大而增大;对于JRC之和较小的异JRC双结构面,其τ_(p)由JRC较低的结构面控制,但这种控制作用随JRC之和增大而减弱,逐渐转换为由JRC较高的结构面控制。

水平互层条件下不同扁平率隧洞变形破坏过程及特征

预制不同扁平率的互层围岩隧洞试件,通过试验研究互层围岩隧洞周围的变形破坏特征,并采用数值模拟对互层围岩隧洞周围的应力、应变分布进行分析对比。3种试件的扁平率分别为0.45(S试件)、0.55(M试件)和0.65(L试件),研究发现,S试件的整体破坏模式为压缩破坏模式(TC模式),易在拱腰处出现明显的压剪破坏,在拱肩附近形成拉-剪复合型裂缝;M试件为混合破坏模式(TX模式),易在拱顶处出现较为明显的张拉破坏,在拱肩处形成明显的压-剪复合型裂缝;L试件为孔洞破坏模式(TH模式),易在拱顶处出现明显的张拉破坏,在拱脚处形成拉-剪复合型裂缝。此外,隧洞周围应力、应变分布与不同扁平率隧洞的压缩破坏特征有明显的相关性,且隧洞同一位置应力水平的差异性是3种扁平率隧洞呈现不同破坏模式的主要原因。